无论是垃圾填埋场还是垃圾焚烧厂，渗滤液的特点是水量水质受季节、气候等因素的影响大，成分复杂、污染物浓度高、可生化性差，渗滤液处理工艺大多采用“预处理+生化+深度处理”工艺，其中生化处理普遍采用MBR工艺，是整个渗滤液处理系统的核心，是出水能否达标排放的重要保障。/ W; }2 M# r j) r0 w" k
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垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点如下：
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4 k. G/ D% l" v7 Y) I/ t' ~◆MBR生化处理系统的设计应以COD进行计算；
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8 q' k$ ^" c Z* x& U7 D, i$ j8 m◆规模较小时可以采用一条线，规模较大时需设置二条线；( v. A6 `5 {9 u- e: ]6 g# S+ K2 P8 T7 A
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◆渗滤液处理出水对总氮无要求时采用单级生物脱氮，出水对总氮有要求时采用二级生物脱氮；6 p1 |/ d* { e/ I' u9 T
}' j( S" K6 G◆合理选取水温、泥龄、污泥浓度、剩余污泥产率及单位耗氧量等设计参数，通过计算确定混合液回流比；- M. w4 J+ u I; B8 |* v+ U
# t ?, n, X, U% E# q* j" d◆外加碳源可以采用甲醇、乙酸钠、葡萄糖等，分别投加在缺氧池和后置反硝化池；
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' h* j4 x/ b. ]! q◆通过控制生物池内水的流态、利用空气管道控制曝气区域、控制膜分离和污水冷却系统回流位置等技术措施，可以取得良好的处理效果。
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) `* O3 a8 g2 G6 h) m. v1用COD进行设计计算* y( B0 n0 O+ b( }* |, L& j
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大部分的生化处理系计是按BOD进行设计计算的，但对垃圾渗滤液而言，COD浓度远远高于BOD浓度，二者的比值COD/BOD＞2.2，此种情况下如果仍按BOD进行设计，会存在较大误差，严重影响处理效果，因此垃圾渗滤液MBR生化处理系统应以COD进行设计计算，实际运行结果证明，这种计算方式是符合实际情况的、是合理的。
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2一条线和二条线的设定原则设置3 X+ a9 w, v# D
& f. Z) o- J2 s! q) m许多垃圾渗滤液处理工程，生化处理部分往往只设置一条线，检修、维护时整个系统必须停止运行，对整个渗滤液处理系统影响很大，而且恢复运行难度也很大。因此为保证渗滤液处理系统能够连续稳定运行，同时考虑到渗滤液处理规模大小不一，原则上规模较小时可考虑设置一条线，规模较大时可应采用二条线，使系统的运行更加可靠、灵活和合理，把由于检修维护的影响降到最低。0 Y/ C. x$ ^' C: x( D3 p3 O* \, S* g
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根据渗滤液处理工程的特点，工程规模Q≤200m3/d的渗滤液处理工程可以按一条线进行设计，工程规模Q＜400m3/d的渗滤液处理工程，优先考虑采用二条线，如果现场条件不允许也可采用一条线，工程规模Q≥400m3/d的渗滤液处理工程应采用二条线。7 q1 x6 p5 i) n% L: {& O
( E% O7 L/ J0 ~9 M7 A- K0 W3单级生物脱氮和二级生物脱氮的适用条件
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所谓单级生物脱氮系统，就是在系统内设置缺氧池和好氧池，利用微生物的硝化和反硝化反应达到去除总氮的目的，对于进水氨氮浓度较低或排放标准对总氮没有要求的项目，采用单级生物脱氮即可满足要求。1 s. _ z0 n5 t* M% Q
* c; }- Y" \/ q7 v* [* w
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图1单级生物脱氮系统示意图( l% `0 B9 o, S( V7 Z* ]& W
5 R4 B. y) n- d$ h9 c$ @2 Q5 J
事实上经过单级生物脱氮处理后，出水中仍会含有一定量的硝酸盐，尤其是进水氨氮浓度高的情况下，出水中硝酸盐的含量会更高，总氮也相应偏高。在出水对总氮有严格要求的地区，为保证出水总氮达标，在单级生物脱氮后再增设后置反硝化池和后曝气池，亦即二级生物脱氮系统，通过投加外加碳源，利用微生物的硝化和反硝化反应进一步去除剩余的硝酸盐，进而达到提高总氮去除率的目的。
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图2二级生物脱氮系统示意图
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0 F8 i: ^ C$ i5 L, g2 g. h% o K垃圾渗滤液原液中氨氮浓度很高，一般介于2000mg/L~3000mg/L之间，也有高达3000mg/L~4000mg/L，一些排放标准要求出水总氮低于40mg/L，总氮去除率高达98%以上，如此高的去除率对MBR系统提出了更高的要求，单级生物脱氮系统很难达标，必须采用二级生物脱氮方能满足要求。& Q* k9 u/ F- B% L
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对于垃圾渗滤液而言，排放标准对总氮没有要求的项目，生化处理系统采用单级生物脱氮，如果排放标准对总氮有严格的要求，应采用二级生物脱氮处理系统，通过控制硝化和反硝化反应的完全程度来控制出水中的总氮。
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4主要设计参数
3 y8 p# @, h' ?) p9 g
! Y3 [1 l3 Y5 ] f X" Q4.1主要设计参数的选取9 I4 _* S H2 V- Q4 n
. t/ m7 C; p: L% P
生化处理系统设计参数取值见表1。
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% G6 |9 X( l( q# E8 c: c表1MBR系统主要设计参数
4 D" V; [+ i4 }% Z" N
6 C4 `0 V* b' u2 y/ K
, N- R, k* x* [; e* M2 O" g: w4.2混合液回流比的计算* E4 L& |5 o6 p7 X
1 Z. ~- P: w7 n4 t+ g/ N垃圾渗滤液进水氨氮浓度高，排放标准对氨氮和总氮的要求非常严格，混合液回流比对总氮的去除率影响较大，混合液回流比增大，TN去除率也增大，合理确定混合液回流比，才能达到良好的脱氮效果。实际工程设计中，许多工程设计混合液回流比不能满足脱氮要求，出水总氮超标现象非常普遍。
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! r$ [/ H" X8 M$ z% B0 x3 j9 s反硝化所需的硝酸盐由污泥回流和混合液回流提供，反硝化率用回流比控制，它们之间的关系为：
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3 Z" k# o) E; H# z) p$ i) s! C1 a2 Q/ q! x5 k3 t
反硝化率fde按下式计算：" U' G, g- K) q |4 Y
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: T9 }+ N/ P) s3 ]& j- ?
# J4 G' z+ t/ N1 z* [; x需硝化的氨氮量按下式计算：
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（4）Nht=24Q［N-0.05（S0-Se）］×10-3（kg/d）
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MBR系统采用外置式超滤膜，出水SS接近于零,其含氮量亦按零考虑。! t) b1 H8 c4 i: t
0 h5 ~, ^8 u. A2 T3 h! q反硝化的硝酸盐量按下式计算：/ ^9 Z# |; r+ F! K
8 _& T( b+ a6 j; R: G（5）NOt=24QNO×10-3（kg/d）: @, B- I6 a1 h6 F) L
# H2 _6 _, y6 |8 |2 ^; k式中需反硝化的硝态氮浓度NO按下式计算：
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: y$ P5 y6 _1 w& N9 f8 H1 u（6）NO=N-0.05（S0-Se）-Ne! D/ h9 A# n" c/ @. o* f- a
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5外部碳源投加系统
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5.1外部碳源的种类' K4 A' y$ _8 e. v* o7 q* v5 o \
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目前普遍使用的外部碳源有甲醇、乙烷、乙酸、乙酸钠、葡萄糖等，各种碳源各有优缺点，合理选择外部碳源对脱氮效果、运行成本等影响很大。% y# h, F D& X2 b8 n' n- ]5 F
' }. d" ~, |+ s1 P不同碳源类型对系统的脱氮性能影响存在差异，在实际工程应用中应根据工程的具体情况合理选用外部碳源，综合分析并参考以往的工程经验，外部碳源宜优先考虑采用葡萄糖。
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5.2外部碳源投加位置
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渗滤液原液碳源极度缺失的情况下，如果不投加外部碳源，会导致生化处理系统内硝酸盐过度积累、碱度缺失，轻则抑制微生物的活性，重则导致系统崩溃，此种情况下为确保系统稳定运行，应在缺氧池和后置反硝化池都投加外部碳源。% {' M; k# M4 `( g+ K" x
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如果碳源不是很缺乏，硝酸盐积累现象也不是很严重，系统内能维持正常的硝化反硝化反应，此时宜在后置反硝化池内投加外部碳源，可以节省投加量，从而达到降低运行成本的目的。
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国内大部分渗滤液处理工程，在后置反硝化池投加新鲜渗滤液，确实可以达到节省运行成本的目的；但由于渗滤液原液含有高浓度的氨氮，而后曝气池未设置内回流系统，导致出水总氮增加，因此在后置反硝化池应投加甲醇或乙酸钠等不含“氮”的外部碳源，而不应投加新鲜渗滤液。
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5.3外加碳源对生化处理系统的影响8 m1 O0 g/ e7 E
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如果渗滤液进水C/N比严重失调，生化处理系统长期靠投加外部碳源维持运行，这种情况与单纯处理垃圾渗滤液有很大不同。无论采用何种碳源，其反应速度均远远高于渗滤液原液，水力停留时间也相应很短，因此池容积也较小。: S6 J5 H$ s u. @" @$ c' z2 r2 S
. L" B* u( Y3 }3 M+ _, U6 K如果池容积过大、水力停留时间过长，异养好氧反硝化菌得不到足够的营养物质．因而利用自身体内的原生物质进行内源呼吸，进而降低活性污泥的活性，影响处理效果。因此在靠投加外部碳源维持运行的渗滤液生化处理系统，其生物反应池容积不能过大，应通过计算合理确定。
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0 X9 h0 v: N3 i9 g# c8 X0 m) X! I6工程设计技术措施3 T9 @2 `4 B5 w# v# I" H
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6.1水流形态的控制7 A$ Y; X' H3 n
3 n6 B6 ^, |4 p4 `许多生物池的设计对水的流态缺少控制，极易发生短流，减少实际水力停留时间，降低整个系统的处理效果。垃圾渗滤液处理生物池内的混合液悬浮固体浓度一般控制住12g/L~15g/L，实际运行过程中有时高达20g/L~30g/L，如此高的污泥浓度，在水流发生短流的情况下，极易发生污泥沉积，从而降低活性污泥的活性，导致处理效率下降。
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在工程设计中，尤其是大规模的渗滤液处理工程，应在生物池内采取必要措施，控制生物池内水的流态，避免污泥沉积并提高处理效率。
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2 E) ] c, Q3 Z- `9 @; y6.2污水冷却系统回流管的设置( M7 {+ Z, K* u, _/ i' u. X- c( a, ~
8 L; R5 u9 k, o; s5 N由于高浓度污水在生化反应过程中会释放出大量的热能，同时由于部分电能转化成热能的缘故，垃圾渗滤液处理生物池内会保持较高的温度，过高的水温会抑制微生物的活性，严重时会使生化处理系统瘫痪。因此垃圾渗滤液生化处理均设有污水冷却系统，用污水泵抽取生物池内的混合液进入换热器，与冷却水在换热器内进行热交换，降温后混合液再回到生物池内，从而达到降低生物池内水温的目的。" \6 X! O- _5 R& S! g1 `- Y2 F
- e. p. m r' @ I4 e& R2 ]+ j对于设有污水冷却设施的生化系统，由好氧池末端取水，将冷却后的污水回流到缺氧池进水端，可以同时起到混合液回流的作用，提高脱氮效果，也可以取代内回流泵节省能耗，但实际操作中要考虑冷却系统间歇运行的影响。8 p: y% Z Q& W% l" Y. m$ H. m4 n$ `
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! g8 l, [# J" H6 h图3污水冷却系统示意图
( \; ^0 n2 m0 ^0 @/ _2 d/ d" s5 z5 n0 j; o1 p* n4 g5 S6 g
6.3膜分离系统回流管的设置6 U& s; m& D% q" m5 S) h7 |
: G( k% y+ ~, I1 ?在许多垃圾渗滤液处理工程中，MBR系统采用管式膜超滤分离系统，超滤进水泵由好氧池末端取水，进入管式膜浓缩又回流到生物池内。将含有硝酸盐的超滤回流管接至缺氧池进水端，同样可以起到混合液内回流的作用，提高脱氮效率、节省能耗。/ U9 n, ^$ m( {) [4 @5 Z
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图4膜分离系统示意图
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